CN112751116A - 一种防爆封装结构、纽扣电池及其封装方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种新型结构的纽扣电池及其封装方法，包括防爆封装结构，所述防爆封装结构包括钢壳、盖帽、下盖板、注液盖板、防爆片、圆筒、密封胶；所述防爆封装结构内设有极耳、卷芯，所述极耳分别与卷芯的上下端连接；位于卷芯的上端的极耳与注液盖板连接，位于卷芯的下端的极耳与下盖板连接。本发明纽扣电池采用铝塑膜胶粘或者塑胶件热封封口，封口可靠，良品率高，可靠性好，封装变形小，体积利用率高，容量和比能量密度都能够提高。本发明所采用的防爆技术为防爆片，防爆片为冲压件，当电池内部气压过大时，防爆片的蚀刻槽失效，电池不再密封，进行释压，可有效防止外壳内部压力升高、外壳膨胀产生爆炸等安全事故。
Description
技术领域
本发明属于电池材料及电池制备技术领域，具体涉及一种防爆封装结构、纽扣电池及其封装方法。
背景技术
日常生活中常见的各类平价电子产品上的纽扣电池多为传统的一次性（不可充电）式，其价格低廉，加工工艺简单。如今，为满足消费者对电子产品的高强续航力、高安全性和个性化需求，各大电池厂商开始逐步制造生产能量密度更高且规格多样、材料多样的新型可充电式纽扣电池。正因如此，新型纽扣电池的加工难度和技术也在不断升级，传统的加工技术已触及到新型纽扣电池加工技术升级的痛点。
传统的纽扣电池加工技术是用电阻的热效应将焊片与电池壳进行热熔合而形成焊接的电阻焊。此焊接技术虽便捷、成本低，但缺点也显而易见，例如只能用于单一的材料焊接、焊痕不美观、焊点尺寸不精准且易氧化发黑、披锋大等问题，并且在作业过程中受设备和人员操作影响因素较大，易出现焊片脱落、焊脚电池电压下降等影响安全性问题。新型纽扣电池在加工过程中一般是将其应用于电路板上，需要在其表面焊接引脚。针对不同电路板的需要，焊接引脚的形式往往各种各样，同时，新型纽扣电池焊脚较为复杂。
另外，当纽扣电池发生异常充放电或正负极短接时，外壳内部温度会急剧升高，电池体产生的气体会导致外壳内部压力升高、外壳膨胀，最终纽扣电池会产生爆炸发生安全事故。
因此，为应对如今电子产品的高速发展从而需求量大增的新型纽扣电池市场，急需一种新的防爆封装结构及封装工艺。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种防爆封装结构、纽扣电池及其封装方法。
本发明的技术方案为：
一种防爆封装结构，其特征在于，包括钢壳、盖帽、下盖板、注液盖板、防爆片、圆筒、密封胶，所述盖帽设置于圆筒内部上端，所述钢壳设置于圆筒内部下端，所述密封胶紧贴圆筒内壁设置，所述密封胶设置于盖帽与圆筒之间，所述密封胶设置于钢壳与圆筒之间；所述注液盖板设置于盖帽上方，所述防爆片设置于注液盖板上方，所述下盖板设置于钢壳下方。
本发明中，注液盖板开孔，用于注液，同时作为电池的一极，可以是负极或者正极；下盖板不开孔，与注液盖板极性相反，同时作为电池的一极，可以是负极或者正极。
进一步的，所述注液盖板设有注液口，所述防爆片设置于注液口处。
进一步的，所述防爆片对称设有蚀刻槽，防爆片上有蚀刻槽，是结构的薄弱之处，当电池结构失效时，防爆片结构失效，气体从此处喷出，进行释压。
进一步的，所述圆筒为塑胶圆筒或铝塑膜圆筒。
本发明中，所述密封胶需要具备以下几个特点：1、耐高温，蠕变温度≥130℃；2、热融状态下具备较强的粘度，能够起到结构胶的作用；3、热融状态下不会产气或者产气几乎可以忽略不计；4、注塑缩水较小，注塑覆胶附着在钢壳盖帽表面，注塑冷却缩水时不会与钢壳盖帽脱离；5、具备一定的阻燃性。
进一步的，一种纽扣电池，其特征在于，包括上述的防爆封装结构，所述防爆封装结构内设有极耳、卷芯，所述极耳分别与卷芯的上下端连接；位于卷芯的上端的极耳与注液盖板连接，位于卷芯的下端的极耳与下盖板连接。
一种纽扣电池的封装方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1.将圆筒分别与钢壳、盖帽封装；
S2.下盖板与钢壳之间激光焊接；
S3.卷芯入壳，点底焊；
S4.极耳与注液盖板点焊；
S5.注液盖板与盖帽之间通过激光焊接封口;
S6.抽真空负压注液，通过注液盖板的注液孔进行注液;
S7.防爆片与注液盖板之间通过激光焊焊接封口;
S8.化成分容，获得产品。
进一步的，步骤S1中，封装的方法为：取圆筒，内壁涂胶，钢壳及盖帽通过夹具工装挤入，密封胶固化完成钢壳、盖帽、圆筒之间的密封；
进一步的，步骤S1中，封装的方法为：取硬质塑胶圆筒，钢壳及盖帽通过夹具工装挤入，通过热封使硬质塑胶热融，与钢壳及盖帽胶粘；
进一步的，步骤S1中，封装的方法为：钢壳盖帽注塑覆胶，钢壳及盖帽通过夹具工装与硬质塑胶圆筒完成装配，通过热封使钢壳盖帽表面的覆胶热融，与钢壳及盖帽胶粘，完成密封。
进一步的，步骤S3中，点底焊的方法为插针点焊、电阻压焊、激光点焊中的任一种。
进一步的，步骤S4中，加工方式包括以下任一种：从内部采用电阻压焊、从外部采用激光焊。
本发明提供一种新型结构纽扣电池及新型纽扣电池的核心部件，新型结构纽扣电池不采用传统的封装方式（压铆焊接、物理挤压封口），新型结构纽扣电池采用铝塑膜胶粘或者塑胶件热封封口，这将是下一代纽扣电池的工艺路线。本发明制作的扣式电池封口可靠，良品率高，可靠性好，封装变形小，体积利用率高，容量和比能量密度都能够提高。
本发明提供了一种新型结构的纽扣电池及新型纽扣电池的核心部件及所采用的新材料，电池结构的原材料部分由钢壳、盖帽、下盖板、注液盖板、防爆片、圆筒、密封胶组成，钢壳盖帽与圆筒及密封胶通过涂胶或者热封的形式实现密封，下盖板及注液盖板通过激光焊接的形式完成联接及密封，防爆片通过激光焊接的方式与注液盖板完成联接及密封。
本发明所涉及的新型结构的纽扣电池的核心技术是通过胶粘或热封使钢壳及盖帽与圆筒完成密封。
本发明所采用的注液方法为注液孔注液，注液时采用负压抽真空注液。
本发明所采用的防爆技术为防爆片，防爆片为冲压件，当电池内部气压过大时，防爆片的蚀刻槽失效，电池不再密封，进行释压。
本发明所涉及的新型结构纽扣电池中下盖板与钢壳，注液盖板与盖帽，防爆片与注液盖板之间采用激光焊接方式进行联接，配合完成密封。
本发明所采用的电池堆为卷绕结构卷芯。
本发明纽扣电池采用铝塑膜胶粘或者塑胶件热封封口，封口可靠，良品率高，可靠性好，封装变形小，体积利用率高，容量和比能量密度都能够提高。本发明所采用的防爆技术为防爆片，防爆片为冲压件，当电池内部气压过大时，防爆片的蚀刻槽失效，电池不再密封，进行释压，可有效防止外壳内部压力升高、外壳膨胀产生爆炸等安全事故。
附图说明
图1为本发明防爆封装结构的结构示意图；
图2为本发明防爆片的结构示意图；
图3为本发明纽扣电池的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种防爆封装结构10，其特征在于，包括钢壳1、盖帽2、下盖板3、注液盖板4、防爆片5、圆筒6、密封胶7，所述盖帽设置于圆筒内部上端，所述钢壳设置于圆筒内部下端，所述密封胶紧贴圆筒内壁设置，所述密封胶设置于盖帽与圆筒之间，所述密封胶设置于钢壳与圆筒之间；所述注液盖板设置于盖帽上方，所述防爆片设置于注液盖板上方，所述下盖板设置于钢壳下方。
本发明中，注液盖板开孔，用于注液，同时作为电池的一极，可以是负极或者正极；下盖板不开孔，与注液盖板极性相反，同时作为电池的一极，可以是负极或者正极。
进一步的，所述注液盖板设有注液口41，所述防爆片设置于注液口处。
进一步的，所述防爆片对称设有蚀刻槽51，防爆片上有蚀刻槽，是结构的薄弱之处，当电池结构失效时，防爆片结构失效，气体从此处喷出，进行释压。
进一步的，所述圆筒为塑胶圆筒。
本发明中，所述密封胶需要具备以下几个特点：1、耐高温，蠕变温度≥130℃；2、热融状态下具备较强的粘度，能够起到结构胶的作用；3、热融状态下不会产气或者产气几乎可以忽略不计；4、注塑缩水较小，注塑覆胶附着在钢壳盖帽表面，注塑冷却缩水时不会与钢壳盖帽脱离；5、具备一定的阻燃性。
实施例2
本实施例提供一种与实施例1结构相同的防爆封装结构10，所不同的是，所述圆筒为铝塑膜圆筒。
实施例3
一种纽扣电池，其特征在于，包括实施例1或实施例2所述的防爆封装结构，所述防爆封装结构内设有极耳8、卷芯9，所述极耳分别与卷芯的上下端连接；位于卷芯的上端的极耳与注液盖板连接，位于卷芯的下端的极耳与下盖板连接。
实施例4
一种实施例3所述纽扣电池的封装方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1.将圆筒分别与钢壳、盖帽封装；
S2.下盖板与钢壳之间激光焊接；
S3.卷芯入壳，点底焊；
S4.极耳与注液盖板点焊；
S5.注液盖板与盖帽之间通过激光焊接封口;
S6.抽真空负压注液，通过注液盖板的注液孔进行注液;
S7.防爆片与注液盖板之间通过激光焊焊接封口;
S8.化成分容，获得产品。
进一步的，步骤S1中，封装的方法为：取圆筒，内壁涂胶，钢壳及盖帽通过夹具工装挤入，密封胶固化完成钢壳、盖帽、圆筒之间的密封；
进一步的，步骤S3中，点底焊的方法为插针点焊。
进一步的，步骤S4中，加工方式为从内部采用电阻压焊。
实施例5
本实施例提供一种与实施例3相同的纽扣电池的封装方法，所不同的是，步骤S1中，封装的方法为：取硬质塑胶圆筒，钢壳及盖帽通过夹具工装挤入，通过热封使硬质塑胶热融，与钢壳及盖帽胶粘；
进一步的，步骤S3中，点底焊的方法为电阻压焊。
进一步的，步骤S4中，加工方式为从外部采用激光焊。
实施例6
本实施例提供一种与实施例3相同的纽扣电池的封装方法，所不同的是，步骤S1中，封装的方法为：钢壳盖帽注塑覆胶，钢壳及盖帽通过夹具工装与硬质塑胶圆筒完成装配，通过热封使钢壳盖帽表面的覆胶热融，与钢壳及盖帽胶粘，完成密封。
进一步的，步骤S3中，点底焊的方法为激光点焊。
进一步的，步骤S4中，加工方式为从外部采用激光焊。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。需注意的是，本发明中所未详细描述的技术特征，均可以通过任一现有技术实现。
Claims (10)
1.一种防爆封装结构，其特征在于，包括钢壳、盖帽、下盖板、注液盖板、防爆片、圆筒、密封胶，所述盖帽设置于圆筒内部上端，所述钢壳设置于圆筒内部下端，所述密封胶紧贴圆筒内壁设置，所述密封胶设置于盖帽与圆筒之间，所述密封胶设置于钢壳与圆筒之间；所述注液盖板设置于盖帽上方，所述防爆片设置于注液盖板上方，所述下盖板设置于钢壳下方。
2.根据权利要求1所述的防爆封装结构，其特征在于，所述注液盖板设有注液口，所述防爆片设置于注液口处。
3.根据权利要求2所述的防爆封装结构，其特征在于，所述防爆片对称设有蚀刻槽。
4.一种纽扣电池，其特征在于，包括权利要求1-3任一项所述的防爆封装结构，所述防爆封装结构内设有极耳、卷芯，所述极耳分别与卷芯的上下端连接；位于卷芯的上端的极耳与注液盖板连接，位于卷芯的下端的极耳与下盖板连接。
5.一种权利要求4所述的纽扣电池的封装方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1.将圆筒分别与钢壳、盖帽封装；
S2.下盖板与钢壳之间激光焊接；
S3.卷芯入壳，点底焊；
S4.极耳与注液盖板点焊；
S5.注液盖板与盖帽之间通过激光焊接封口;
S6.抽真空负压注液，通过注液盖板的注液孔进行注液;
S7.防爆片与注液盖板之间通过激光焊焊接封口;
S8.化成分容，获得产品。
6.根据权利要求5所述的纽扣电池的封装方法，其特征在于，步骤S1中，封装的方法为：取圆筒，内壁涂胶，钢壳及盖帽通过夹具工装挤入，密封胶固化完成钢壳、盖帽、圆筒之间的密封。
7.根据权利要求5所述的纽扣电池的封装方法，其特征在于，步骤S1中，封装的方法为：取硬质塑胶圆筒，钢壳及盖帽通过夹具工装挤入，通过热封使硬质塑胶热融，与钢壳及盖帽胶粘。
8.根据权利要求5所述的纽扣电池的封装方法，其特征在于，步骤S1中，封装的方法为：钢壳盖帽注塑覆胶，钢壳及盖帽通过夹具工装与硬质塑胶圆筒完成装配，通过热封使钢壳盖帽表面的覆胶热融，与钢壳及盖帽胶粘，完成密封。
9.根据权利要求5所述的纽扣电池的封装方法，其特征在于，步骤S3中，点底焊的方法为插针点焊、电阻压焊、激光点焊中的任一种。
10.根据权利要求5所述的纽扣电池的封装方法，其特征在于，步骤S4中，加工方式包括以下任一种：从内部采用电阻压焊、从外部采用激光焊。
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